3.1. Abiotické faktory

Abiotické (z gréčtiny - neživé) faktory sú zložky a javy neživej, anorganickej povahy, ktoré priamo alebo nepriamo ovplyvňujú živé organizmy. V súlade s existujúcou klasifikáciou sa rozlišujú tieto abiotické faktory: klimatické, edafické (pôda), orografické alebo topografické, hydrografické (vodné prostredie), chemické (tab. 1). Niektoré z najdôležitejších abiotických faktorov sú svetlo, teplota a vlhkosť.

Tabuľka 1 – Klasifikácia environmentálnych faktorov prostredia

Abiotické faktory	Biotické	Antropogénne
Klimatické: slnečné žiarenie, svetelné a svetelné podmienky, teplota, vlhkosť, zrážky, vietor, tlak a pod. Edafic: mechanické a chemické zloženie pôdy, vlahová kapacita, vodné, vzdušné a tepelné pomery pôdy, hladina podzemnej vody a pod. Orografický (topografický): úľava (týka sa nepriamo pôsobiacich environmentálnych faktorov, pretože priamo neovplyvňuje život organizmov); expozícia (umiestnenie reliéfnych prvkov vzhľadom na svetové strany a prevládajúce vetry prinášajúce vlhkosť); výška nad hladinou mora. Hydrografické: faktory vodného prostredia. Chemické: plynné zloženie atmosféry, soľné zloženie vody.	Fytogénne (vplyv rastlín) Zoogénny (vplyv zvieratá) Biotické faktory sa delia na: konkurencia, dravosť,	s ľudskou činnosťou

Svetlo. Slnečné žiarenie slúži ako hlavný zdroj energie pre všetky procesy prebiehajúce na Zemi. V spektre slnečného žiarenia sa rozlišujú oblasti, ktoré sa líšia svojimi biologickými účinkami: ultrafialové, viditeľné a infračervené. Ultrafialové lúče s vlnovou dĺžkou menšou ako 0,290 mikrónov sú deštruktívne pre všetky živé veci. Toto žiarenie je oneskorené ozónovou vrstvou atmosféry a na zemský povrch dopadá len časť ultrafialových lúčov (0,300 – 0,400 mikrónov), ktoré v malých dávkach priaznivo pôsobia na organizmy.

Viditeľné lúče majú vlnovú dĺžku 0,400 – 0,750 mikrónov a zodpovedajú za väčšinu energie slnečného žiarenia dopadajúceho na zemský povrch. Tieto lúče sú obzvlášť dôležité pre život na Zemi. Zelené rastliny syntetizujú organické látky pomocou energie tejto konkrétnej časti slnečného spektra. Infračervené lúče s vlnovou dĺžkou väčšou ako 0,750 mikrónov ľudské oko nevníma, ale sú vnímané ako teplo a sú dôležitým zdrojom vnútornej energie. Svetlo má teda na organizmy nejednoznačný vplyv. Na jednej strane je to primárny zdroj energie, bez ktorého je život na Zemi nemožný, na druhej strane môže mať negatívny vplyv na organizmy.

Svetelný režim . Pri prechode atmosférickým vzduchom sa slnečné svetlo (obrázok 3.1) odráža, rozptyľuje a pohlcuje. Každý biotop sa vyznačuje určitým svetelným režimom. Určuje sa pomerom intenzity (sily), množstva a kvality svetla. Indikátory svetelného režimu sú veľmi premenlivé a závisia od geografickej polohy, terénu, nadmorskej výšky, atmosférických podmienok, ročného a denného obdobia, typu vegetácie a ďalších faktorov. Intenzita alebo intenzita svetla sa meria počtom joulov na 1 cm 2 vodorovného povrchu za minútu. Tento ukazovateľ je najvýraznejšie ovplyvnený vlastnosťami reliéfu: na južných svahoch je intenzita svetla väčšia ako na severných. Priame svetlo je najintenzívnejšie, ale rastliny využívajú rozptýlené svetlo viac. Množstvo svetla je indikátor, ktorý je určený celkovým vyžarovaním. Na určenie svetelného režimu sa berie do úvahy aj množstvo odrazeného svetla, takzvané albedo. Vyjadruje sa ako percento celkového žiarenia. Napríklad albedo zelených javorových listov je 10% a albedo zažltnutých jesenných listov je 28%. Treba zdôrazniť, že rastliny odrážajú najmä fyziologicky neaktívne lúče.

Vo vzťahu k svetlu sa rozlišujú tieto ekologické skupiny rastlín: fotofilný(svetlo), tieňomilný(tieň), odolný voči odtieňom. Svetlomilné druhy žijú v pásme lesa na otvorených miestach a sú zriedkavé. Tvoria riedky a nízky vegetačný kryt, aby si navzájom netienili. Tieňomilné rastliny neznášajú silné svetlo a žijú pod korunou lesa v neustálom tieni. Ide najmä o lesné byliny. Rastliny odolné voči tieňom môžu žiť v dobrom svetle, ale ľahko tolerujú určité zatienenie. Patrí medzi ne väčšina lesných rastlín. Vďaka tomuto špecifickému biotopu sa tieto skupiny rastlín vyznačujú určitými adaptačnými vlastnosťami. Rastliny odolné voči tieňu tvoria v lese husto uzavreté porasty. Pod ich baldachýnom môžu rásť stromy a kríky odolné voči tieňom a pod nimi môžu rásť ešte tieňomilnejšie a tieňomilnejšie kríky a byliny.

Obrázok 3.1 – Rovnováha slnečného žiarenia na povrchu

Zem vo dne (podľa N. I. Nikolaikina, 2004)

Svetlo je podmienkou orientácie zvierat. Živočíchy sa delia na denné, nočné a súmračné druhy. Svetelný režim ovplyvňuje aj geografické rozmiestnenie zvierat. Niektoré druhy vtákov a cicavcov sa teda v lete usadzujú vo vysokých zemepisných šírkach s dlhými polárnymi dňami a na jeseň, keď sa deň skráti, migrujú alebo migrujú na juh.

Jedným z najdôležitejších environmentálnych faktorov, nenahraditeľným a univerzálnym faktorom je teplota . Určuje úroveň aktivity organizmov, ovplyvňuje metabolické procesy, rozmnožovanie, vývoj a ďalšie aspekty ich života. Závisí od toho distribúcia organizmov. Treba poznamenať, že v závislosti od telesnej teploty sa rozlišujú poikilotermné a homeotermné organizmy. Poikilotermné organizmy (z gréčtiny - rôzne a teplo) sú studenokrvné živočíchy s nestabilnou vnútornou telesnou teplotou, meniacou sa v závislosti od teploty okolia. Patria sem všetky bezstavovce a medzi stavovce patria ryby, obojživelníky a plazy. Ich telesná teplota je spravidla o 1–2 °C vyššia ako vonkajšia teplota alebo sa jej rovná. Keď sa teplota prostredia zvýši alebo zníži nad optimálne hodnoty, tieto organizmy upadnú do nehybnosti alebo uhynú. Nedostatok dokonalých termoregulačných mechanizmov u poikilotermných živočíchov je spôsobený relatívne slabým vývojom nervového systému a nízkou úrovňou metabolizmu v porovnaní s homeotermnými organizmami. Homeotermné organizmy sú teplokrvné živočíchy, ktorých teplota je viac-menej konštantná a spravidla nezávisí od teploty okolia. Patria sem cicavce a vtáky, u ktorých je stálosť teploty spojená s vyššou úrovňou metabolizmu v porovnaní s poikilotermnými organizmami. Navyše majú tepelne izolačnú vrstvu (perie, srsť, tuková vrstva). Ich teplota je pomerne vysoká: u cicavcov je 36–37 °C a u vtákov v pokoji až 40–41 °C.

Tepelný režim . Ako už bolo uvedené, teplota je dôležitým environmentálnym faktorom, ktorý ovplyvňuje existenciu, vývoj a distribúciu organizmov. Zároveň nezáleží len na absolútnom množstve tepla, ale aj na jeho rozložení v čase, teda tepelnom režime. Tepelný režim rastlín pozostáva z teplotných podmienok, ktoré sú charakterizované jedným alebo druhým trvaním a zmenou v určitom poradí v kombinácii s inými faktormi. U zvierat tiež v kombinácii s množstvom ďalších faktorov určuje ich dennú a sezónnu aktivitu. Tepelný režim je počas celého roka relatívne stály len v tropických zónach. Na severe a juhu sa denné a sezónne teplotné rozdiely zvyšujú so vzdialenosťou od rovníka. Rastliny a zvieratá, ktoré sa im prispôsobujú, vykazujú rôzne potreby tepla v rôznych obdobiach. Napríklad klíčenie semien nastáva pri nižších teplotách ako ich následný rast, obdobie kvitnutia vyžaduje viac tepla ako obdobie dozrievania plodov. V rôznych organizmoch sa biologické procesy pri optimálnych teplotách riadia van't Hoffovo pravidlo, podľa ktorého sa rýchlosť chemických reakcií zvyšuje 2–3 krát s každým zvýšením teploty o 10 °C Pre rastliny, podobne ako pre živočíchy, je dôležité celkové množstvo tepla, ktoré môžu prijať z prostredia. Teploty, ktoré ležia nad dolným prahom vývoja a nepresahujú horný prah, sa nazývajú efektívne teploty. Množstvo tepla potrebného na vývoj je určené súčtom efektívnych teplôt alebo súčtom tepla. Efektívna teplota sa dá ľahko určiť na základe znalosti spodného prahu vývoja a pozorovanej teploty. Napríklad, ak je spodná hranica pre vývoj organizmu 10 °C a aktuálna teplota je 25 °C, potom bude efektívna teplota 15 °C (25–10 °C). Súčet efektívnych teplôt pre každý druh rastlín a poikilotermných živočíchov je relatívne konštantná hodnota.

Rastliny majú rôzne anatomické, morfologické a fyziologické úpravy, ktoré vyhladzujú škodlivé účinky vysokých a nízkych teplôt: intenzita transpirácie (s poklesom teploty dochádza k menšej intenzite vyparovania vody cez prieduchy a v dôsledku toho sa znižuje prenos tepla a naopak); hromadenie solí v bunkách, ktoré menia teplotu zrážania plazmy, vlastnosť chlorofylu brániť prenikaniu najhorúcejšieho slnečného žiarenia. Hromadenie cukru a iných látok v bunkách mrazuvzdorných rastlín, ktoré zvyšujú koncentráciu bunkovej šťavy, robí rastlinu odolnejšou a má veľký význam pre ich termoreguláciu. Vplyv tepelných podmienok možno pozorovať aj u zvierat. Ako sa vzďaľujeme od pólov k rovníku, veľkosti systematicky podobných živočíchov s nestabilnou telesnou teplotou sa zväčšujú a s konštantnými zmenšujú. Toto ustanovenie odráža Bergmanovo pravidlo. Jedným z dôvodov tohto javu je zvýšenie teploty v trópoch a subtrópoch. V malých formách sa relatívna plocha tela zväčšuje a prenos tepla sa zvyšuje, čo má negatívny vplyv v miernych a vysokých zemepisných šírkach, predovšetkým na zvieratá s nestabilnou telesnou teplotou. Telesná teplota organizmov má výrazný tvarotvorný vplyv. Pod vplyvom tepelného faktora tvoria také morfologické charakteristiky ako odrazový povrch; tukové usadeniny, páperie, perie a srsť u vtákov a cicavcov. V Arktíde, vysoko v horách, je väčšina hmyzu tmavej farby, čo zvyšuje absorpciu slnečného žiarenia. U zvierat s konštantnou telesnou teplotou v chladných klimatických zónach existuje tendencia zmenšovať oblasť vyčnievajúcich častí tela - Allenovo pravidlo, pretože uvoľňujú najväčšie množstvo tepla do okolia (obrázok 3.2). U cicavcov sa pri nízkych teplotách relatívne zmenšuje veľkosť chvosta, končatín a uší a lepšie sa vyvíja srsť. Veľkosť uší polárnej líšky (obyvateľa tundry) je teda malá, u líšky sa zväčšujú, typické pre mierne zemepisné šírky, a stávajú sa pomerne veľké u líšky fennec (obyvateľ púští Afriky). Vo všeobecnosti vo vzťahu k teplote sú anatomické a morfologické zmeny u rastlín aj živočíchov primárne zamerané na reguláciu úrovne tepelných strát. V priebehu dlhého historického vývoja, prispôsobovania sa periodickým zmenám teplotných podmienok, si organizmy, vrátane tých, ktoré žijú v lesoch, vyvinuli rôzne potreby tepla v rôznych obdobiach života.

Obrázok 3.2 – Rozdiely v dĺžke ucha medzi tromi druhmi líšok,

žijúcich v rôznych geografických oblastiach

(podľa A. S. Stepanovskikh, 2003)

Tepelné podmienky ovplyvňujú aj distribúciu rastlín a živočíchov po celom svete. Historicky sú prispôsobené určitým teplotným podmienkam. Preto teplotný faktor priamo súvisí s distribúciou rastlín a živočíchov. Do tej či onej miery určuje osídlenie rôznych prírodných zón organizmami. V roku 1918 A. Holkins sformuloval bioklimatický zákon. Zistil, že existuje prirodzená, pomerne úzka súvislosť medzi vývojom fenologických javov a zemepisnou šírkou, dĺžkou a nadmorskou výškou. Podstatou tohto zákona je, že pri pohybe na sever, východ a do hôr sa čas nástupu periodických javov (ako je kvitnutie, plodenie, opadanie listov) v životnej aktivite organizmov oneskoruje o 4 dni pre každý stupeň. zemepisnej šírky, 5 stupňov zemepisnej dĺžky a približne 100 m výšky. Existuje súvislosť medzi hranicami rozšírenia rastlín a živočíchov s počtom dní v roku s určitou priemernou teplotou. Napríklad izočiary s priemernými dennými teplotami nad 7 °C počas viac ako 225 dní v roku sa zhodujú s limitom rozšírenia buka v Európe. Veľký význam však nemajú priemerné denné teploty, ale ich kolísanie v kombinácii s ďalšími faktormi prostredia, ekoklimatickými a mikroklimatickými podmienkami.

Distribúcia tepla je spojená s rôznymi faktormi: prítomnosť vodných útvarov (v ich blízkosti je amplitúda teplotných výkyvov menšia); rysy reliéfu, topografia územia. Na severných a južných svahoch kopcov a roklín sú teda pozorované pomerne veľké teplotné rozdiely. Terén, určujúci expozíciu svahov, ovplyvňuje stupeň ich ohrevu. To vedie k vytvoreniu mierne odlišných rastlinných asociácií a živočíšnych skupín na južných a severných svahoch. Na juhu tundry sa lesná vegetácia nachádza na svahoch v údoliach riek, v nivách alebo na kopcoch v strede roviny, keďže práve na týchto miestach sa najviac otepľuje.

So zmenou teploty vzduchu sa mení aj teplota pôdy. Rôzne pôdy sa zahrievajú rôzne v závislosti od farby, štruktúry, vlhkosti a expozície. Ohrievaniu, ale aj ochladzovaniu povrchu pôdy bráni vegetačný kryt. Cez deň je teplota vzduchu pod korunou lesa vždy nižšia ako na otvorených priestranstvách a v noci je v lese teplejšie ako na poli. To ovplyvňuje druhové zloženie zvierat: dokonca aj v tej istej oblasti sú často odlišné.

Medzi dôležité environmentálne faktory patrí vlhkosť (voda) . Voda je nevyhnutná pre akúkoľvek protoplazmu. Všetky fyziologické procesy prebiehajú za účasti vody. Živé organizmy používajú vodné roztoky (ako je krv a tráviace šťavy) na udržanie svojich fyziologických procesov. Obmedzuje rast a vývoj rastlín častejšie ako iné faktory prostredia. Voda slúži z ekologického hľadiska ako limitujúci faktor tak v suchozemských biotopoch, ako aj vo vodných, kde jej množstvo podlieha silným výkyvom. Treba si uvedomiť, že suchozemské organizmy neustále strácajú vodu a potrebujú pravidelné dopĺňanie. V procese evolúcie vyvinuli početné úpravy, ktoré regulujú metabolizmus vody. Potreba vody rastlín v rôznych obdobiach vývoja nie je rovnaká, najmä medzi rôznymi druhmi. Líši sa v závislosti od klímy a typu pôdy. Pre každú fázu rastu a vývojovú fázu akéhokoľvek druhu rastliny sa rozlišuje kritické obdobie, kedy má nedostatok vody obzvlášť negatívny vplyv na jej život. Takmer všade, okrem vlhkých trópov, suchozemské rastliny zažívajú sucho, dočasný nedostatok vody. Nedostatok vlhkosti znižuje rast rastlín a spôsobuje nízky vzrast a neplodnosť v dôsledku nedostatočného rozvoja generatívnych orgánov. Atmosférické sucho sa silne prejavuje pri vysokých letných teplotách, pôdnom suchu - s poklesom pôdnej vlhkosti. Zároveň existujú rastliny, ktoré sú citlivé na ten či onen nedostatok. Buk môže žiť v relatívne suchej pôde, ale je veľmi citlivý na vzdušnú vlhkosť. Lesné rastliny vyžadujú vysoký obsah vodnej pary vo vzduchu. Vlhkosť vzduchu určuje frekvenciu aktívneho života organizmov, sezónnu dynamiku životných cyklov, ovplyvňuje dĺžku ich vývoja, plodnosť a úmrtnosť.

Ako vidíte, každý z týchto faktorov hrá hlavnú úlohu v živote organizmov. Dôležité je však pre nich aj spoločné pôsobenie svetla, teploty a vlhkosti. Atmosférické plyny (kyslík, oxid uhličitý, vodík), živiny (fosfor, dusík), vápnik, síra, horčík, meď, kobalt, železo, zinok, bór, kremík; prúdy a tlak, slanosť a iné abiotické faktory prostredia ovplyvňujú organizmy. Súhrnné údaje o hlavných abiotických faktoroch prostredia, rytme a rozsahu ich pôsobenia sú uvedené v tabuľke 2.

Predchádzajúce

Abiotické, biotické a antropogénne faktory prostredia

Prirodzené prostredie živého organizmu sa skladá z mnohých anorganických a organických zložiek, vrátane tých, ktoré vniesli ľudia. Navyše, niektoré z nich môžu byť pre organizmy nevyhnutné, zatiaľ čo iné nehrajú významnú úlohu v ich živote. Napríklad zajac, vlk, líška a akékoľvek iné zviera v lese sú vo vzťahu s obrovským množstvom prvkov. Nezaobídu sa bez takých vecí, ako je vzduch, voda, jedlo, určitá teplota. Iné, napríklad balvan, kmeň stromu, peň, humno, priekopa, sú prvky prostredia, ktoré im môžu byť ľahostajné. Zvieratá s nimi nadväzujú dočasné vzťahy (úkryt, kríženie), nie však povinné vzťahy.

Zložky prostredia, ktoré sú dôležité pre život organizmu a s ktorými sa nevyhnutne stretáva, sa nazývajú faktory prostredia.

Environmentálne faktory môžu byť nevyhnutné alebo škodlivé pre živé organizmy, podporujú alebo bránia prežitiu a reprodukcii.

Životné podmienky sú súbor faktorov prostredia, ktoré určujú rast, vývoj, prežitie a rozmnožovanie organizmov.

Celá škála environmentálnych faktorov sa zvyčajne delí do troch skupín: abiotické, biotické a antropogénne.

Abiotické faktory je súbor vlastností neživej prírody, ktoré sú dôležité pre organizmy. Tieto faktory sa dajú rozdeliť pre chemické(zloženie atmosféry, vody, pôdy) a fyzické(teplota, tlak, vlhkosť, prúdy atď.). Rôznorodosť reliéfu, geologických a klimatických podmienok tiež vedie k obrovskej rozmanitosti abiotických faktorov.

Prvoradý význam majú klimatický(slnečné svetlo, teplota, vlhkosť); geografické(dĺžka dňa a noci, terén); hydrologické(gr. hydor-voda) - prúdenie, vlny, zloženie a vlastnosti vody; edafický(gr. edaphos - pôda) - zloženie a vlastnosti pôd a pod.

Všetky faktory môžu ovplyvniť organizmy priamo alebo nepriamo. Napríklad terén ovplyvňuje svetelné podmienky, vlhkosť, vietor a mikroklímu.

Biotické faktory- toto je súhrn vplyvov životnej činnosti niektorých organizmov na iné. Pre každý organizmus sú všetky ostatné dôležitými environmentálnymi faktormi, nemajú naň menší vplyv ako neživá príroda. Tieto faktory sú tiež veľmi rôznorodé.

Celú škálu vzťahov medzi organizmami možno rozdeliť do dvoch hlavných typov: antagonistické(grécky antagonizsma - boj) a neantagonistický.

Predátorstvo- forma vzťahu medzi organizmami rôznych trofických úrovní, v ktorých jeden typ organizmu žije na úkor druhého a požiera ho (+ -)

(obr. 5.1). Dravce sa môžu špecializovať na jednu korisť (rys - zajac) alebo byť polyfágne (vlk). V každej biocenóze sa vyvinuli mechanizmy, ktoré regulujú počet predátorov aj koristi. Bezdôvodné ničenie predátorov často vedie k zníženiu ich životaschopnosti

Obrázok 5.1 - Predácia

konkurencia( lat. concurrentia - konkurencia) je forma vzťahu, v ktorej organizmy rovnakej trofickej úrovne súťažia o potravu a iné podmienky existencie, pričom sa navzájom potláčajú (- -). Konkurencia je jasne evidentná v rastlinách. Stromy v lese sa snažia svojimi koreňmi pokryť čo najväčší priestor, aby mohli prijímať vodu a živiny. Do výšky siahajú aj smerom k svetlu, snažiac sa predbehnúť svojich konkurentov. Burina upcháva ostatné rastliny (obr. 5.3). Príkladov zo života zvierat je veľa. Intenzívnejšia konkurencia vysvetľuje napríklad nezlučiteľnosť raka riečneho a raka riečneho v jednej nádrži: rak riečny obyčajne vyhráva, pretože je úrodnejší.

Obrázok 5.3-Súťaž

Čím väčšia je podobnosť v požiadavkách dvoch druhov na životné podmienky, tým silnejšia je konkurencia, ktorá môže viesť až k vyhynutiu jedného z nich. Typ interakcií konkrétnych druhov sa môže líšiť v závislosti od podmienok alebo štádií životného cyklu.

Antagonistické vzťahy sú výraznejšie v počiatočných štádiách rozvoja komunity. V procese vývoja ekosystému sa objavuje tendencia nahrádzať negatívne interakcie pozitívnymi, ktoré zvyšujú prežitie druhov.

Neantagonistický Vzťahy môžu byť teoreticky vyjadrené v mnohých kombináciách: neutrálne (0 0), vzájomne prospešné (+ +), jednostranné (0 +) atď. Hlavné formy týchto interakcií sú: symbióza, mutualizmus a komenzalizmus.

Symbióza(gr. symbióza - spolužitie) je obojstranne výhodný, nie však povinný vzťah medzi rôznymi typmi organizmov (+ +). Príkladom symbiózy je spolužitie kraba pustovníka a sasanky: sasanka sa pohybuje, prisaje sa na chrbát kraba a pomocou sasanky dostáva bohatšiu potravu a ochranu (obr. 5.4).

Obrázok 5.4- Symbióza

Niekedy sa výraz „symbióza“ používa v širšom zmysle – „spoločný život“.

Mutualizmus(lat. mutuus - vzájomný) - vzájomne prospešné a povinné pre rast a prežitie vzťahov medzi organizmami rôznych druhov (+ +). Lišajníky sú dobrým príkladom pozitívneho vzťahu medzi riasami a hubami. Keď hmyz šíri peľ rastlín, oba druhy si vyvinú špecifické prispôsobenia: farbu a vôňu v rastlinách, proboscis v hmyze atď.

Obrázok 5.5 - Mutualizmus

Komenzalizmus(lat. commensa/is - spoločníčka pri jedle) - vzťah, v ktorom jeden z partnerov profituje, ale druhý je ľahostajný (+ 0). V mori sa často pozoruje komenzalizmus: takmer v každej škrupine mäkkýšov a hubovom tele sú „nepozvaní hostia“, ktorí ich používajú ako prístrešky. Príkladmi komenzálov sú vtáky a zvieratá, ktoré sa živia zvyškami potravy predátorov (obr. 5.6).

Obrázok 5.6- Komenzalizmus

Napriek konkurencii a iným typom antagonistických vzťahov, v v prírode môže veľa druhov pokojne koexistovať(obr. 5.7). V takýchto prípadoch má vraj každý druh vlastnú ekologickú niku(francúzsky výklenok - hniezdo). Termín navrhol v roku 1910 R. Johnson.

Blízko príbuzné organizmy, ktoré majú podobné environmentálne požiadavky, spravidla nežijú v rovnakých podmienkach. Ak žijú na rovnakom mieste, buď využívajú rôzne zdroje, alebo majú iné rozdiely vo funkcii.

Napríklad rôzne druhy ďatľov. Hoci sa všetky živia hmyzom rovnakým spôsobom a hniezdia v dutinách stromov, zdá sa, že majú rôzne špecializácie. Ďateľ veľký si zháňa potravu v kmeňoch stromov, ďateľ stredný vo veľkých horných konároch, ďateľ malý v tenkých vetvičkách, ďateľ zelený loví mravce na zemi a ďateľ trojprstý hľadá odumreté a obhorené kmene stromov. , teda rôzne druhy ďatľov majú rôzne ekologické niky.

Ekologická nika je súbor územných a funkčných charakteristík biotopu, ktoré spĺňajú požiadavky daného druhu: potrava, podmienky rozmnožovania, vzťahy s konkurentmi atď.

Niektorí autori používajú termíny „biotop“ alebo „biotop“ namiesto termínu „ekologická nika“. Tie zahŕňajú iba priestor biotopu a ekologická nika navyše určuje funkciu, ktorú druh vykonáva. P. Agess (1982) uvádza nasledujúce definície nika a prostredia: prostredie je adresa, kde organizmus žije, a nika je jeho profesiou(obr. 5.7).

Obrázok 5.7- Pokojné spolužitie rôznych organizmov

Obrázok 5.8-Ekologické výklenky

Antropogénne faktory- je kombináciou rôznych vplyvov človeka na neživú a živú prírodu. Historickým vývojom ľudstva sa príroda obohatila o kvalitatívne nové javy. Iba svojou fyzickou existenciou majú ľudia citeľný vplyv na životné prostredie: v procese dýchania sa každoročne uvoľňujú do atmosféry 1*10 12 kg CO 2, a konzumujú sa s jedlom asi 5*10 15 kcal. V oveľa väčšej miere je biosféra ovplyvňovaná ľudskou výrobnou činnosťou. Výsledkom je, že reliéf a zloženie zemského povrchu, chemické zloženie atmosféry, zmena klímy, sladká voda sa prerozdeľuje, prirodzené ekosystémy zanikajú a vytvárajú sa umelé agro- a technoekosystémy, pestujú sa kultúrne rastliny, domestikujú sa zvieratá. , atď.

Ľudský vplyv môže byť priamy a nepriamy. Napríklad rúbanie a klčovanie lesov má nielen priamy efekt (ničenie stromov a kríkov), ale aj nepriamy efekt – menia sa životné podmienky vtákov a zvierat. Odhaduje sa, že od roku 1600 ľudia tak či onak zničili 162 druhov vtákov a viac ako 100 druhov cicavcov. Ale na druhej strane vytvára nové odrody rastlín a plemien zvierat, neustále zvyšuje ich výnos a produktivitu. Umelé premiestňovanie rastlín a živočíchov má veľký vplyv aj na život ekosystémov. Králiky privezené do Austrálie sa tam teda premnožili natoľko, že spôsobili obrovské škody v poľnohospodárstve.

Rýchla urbanizácia (lat. urbanus – urban) – rast miest v poslednom polstoročí – zmenila tvár Zeme viac ako mnohé iné aktivity v histórii ľudstva. Najzrejmejším prejavom antropogénneho vplyvu na biosféru je znečistenie životného prostredia.

Svetlo je jedným z hlavných environmentálnych faktorov. Bez svetla je fotosyntetická aktivita rastlín nemožná a bez nej je život vo všeobecnosti nemysliteľný, pretože zelené rastliny majú schopnosť produkovať kyslík potrebný pre všetky živé bytosti. Svetlo je navyše jediným zdrojom tepla na planéte Zem. Má priamy vplyv na chemické a fyzikálne procesy prebiehajúce v organizmoch a ovplyvňuje metabolizmus.

Mnohé morfologické a behaviorálne charakteristiky rôznych organizmov sú spojené s ich vystavením svetlu. S osvetlením úzko súvisí aj činnosť niektorých vnútorných orgánov živočíchov. Správanie zvierat, ako je sezónna migrácia, znášanie vajec, dvorenie a jarná ruje, súvisí s dĺžkou denného svetla.

V ekológii sa pod pojmom „svetlo“ rozumie celý rozsah slnečného žiarenia dopadajúceho na zemský povrch. Distribučné spektrum energie slnečného žiarenia mimo zemskej atmosféry ukazuje, že asi polovica slnečnej energie je emitovaná v infračervenej oblasti, 40 % vo viditeľnej oblasti a 10 % v ultrafialovej a röntgenovej oblasti.

Pre živú hmotu sú dôležité kvalitatívne charakteristiky svetla – vlnová dĺžka, intenzita a trvanie expozície. Existuje blízke ultrafialové žiarenie (400-200 nm) a vzdialené alebo vákuum (200-10 nm). Zdrojmi ultrafialového žiarenia sú vysokoteplotná plazma, zrýchlené elektróny, niektoré lasery, Slnko, hviezdy a pod. Biologický účinok ultrafialového žiarenia je spôsobený chemickými zmenami v molekulách živých buniek, ktoré ho pohlcujú, hlavne v molekulách nukleových kyselín ( DNA a RNA) a proteínov a prejavuje sa pri poruchách delenia, výskyte mutácií a bunkovej smrti.

Niektoré zo slnečných lúčov, ktoré prešli veľkú vzdialenosť, sa dostanú na povrch Zeme, osvetľujú ho a ohrievajú. Odhaduje sa, že naša planéta dostáva asi dve miliardy slnečnej energie a z tohto množstva len 0,1 – 0,2 % využívajú zelené rastliny na tvorbu organickej hmoty. Každý štvorcový meter planéty dostane v priemere 1,3 kW slnečnej energie. Stačilo by obsluhovať rýchlovarnú kanvicu alebo žehličku.

Svetelné podmienky zohrávajú v živote rastlín výnimočnú úlohu: ich produktivita a produktivita závisí od intenzity slnečného žiarenia. Svetelný režim na Zemi je však dosť rôznorodý. V lese je to iné ako na lúke. Osvetlenie v listnatých a tmavých ihličnatých smrekových lesoch je nápadne odlišné.

Svetlo riadi rast rastlín: rastú v smere väčšieho svetla. Ich citlivosť na svetlo je taká veľká, že výhonky niektorých rastlín, držané cez deň v tme, reagujú na záblesk svetla, ktorý trvá len dve tisíciny sekundy.

Všetky rastliny vo vzťahu k svetlu možno rozdeliť do troch skupín: heliofyty, sciofyty, fakultatívne heliofyty.

Heliofyty(z gréckeho helios – slnko a fytón – rastlina), alebo svetlomilné rastliny buď neznášajú alebo neznášajú ani mierne zatienenie. Do tejto skupiny patria stepné a lúčne trávy, tundrové rastliny, skoré jarné rastliny, väčšina pestovaných rastlín na otvorenom teréne a mnohé buriny. Medzi druhmi tejto skupiny nájdeme skorocel obyčajný, ohnivce, trstinu a pod.

Sciofyty(z gréckeho scia - tieň), alebo tieniace rastliny, neznášajú silné svetlo a žijú v neustálom tieni pod lesnou klenbou. Ide najmä o lesné byliny. Prudkým zosvetľovaním lesného porastu upadajú do depresií a často umierajú, no mnohí si obnovujú fotosyntetický aparát a prispôsobujú sa životu v nových podmienkach.

Fakultatívne heliofyty, alebo rastliny odolné voči tieňom, sú schopné sa vyvíjať pri veľmi vysokom aj malom množstve svetla. Ako príklad môžeme uviesť niektoré stromy - smrek obyčajný, javor obyčajný, hrab obyčajný; kríky - lieska, hloh; bylinky - jahody, pelargónie; veľa izbových rastlín.

Dôležitým abiotickým faktorom je teplota. Každý organizmus je schopný žiť v určitom teplotnom rozsahu. Oblasť distribúcie živých organizmov je obmedzená hlavne na oblasť tesne pod 0 °C až 50 °C.

Hlavným zdrojom tepla, ale aj svetla, je slnečné žiarenie. Organizmus môže prežiť len v podmienkach, na ktoré je prispôsobený jeho metabolizmus. Ak teplota živej bunky klesne pod bod mrazu, bunka sa zvyčajne fyzicky poškodí a odumiera v dôsledku tvorby ľadových kryštálikov. Ak je teplota príliš vysoká, dochádza k denaturácii bielkovín. To je presne to, čo sa stane pri varení kuracieho vajca.

Väčšina organizmov je schopná do určitej miery kontrolovať svoju telesnú teplotu prostredníctvom rôznych reakcií. U veľkej väčšiny živých bytostí sa telesná teplota môže meniť v závislosti od teploty okolia. Takéto organizmy nedokážu regulovať svoju teplotu a sú tzv chladnokrvný (poikilotermický). Ich činnosť závisí najmä od tepla prichádzajúceho zvonku. Telesná teplota poikilotermných organizmov súvisí s hodnotami teploty okolia. Chladnokrvnosť je charakteristická pre také skupiny organizmov, ako sú rastliny, mikroorganizmy, bezstavovce, ryby, plazy atď.

Výrazne menší počet živých bytostí je schopný aktívne regulovať telesnú teplotu. Ide o zástupcov dvoch najvyšších tried stavovcov – vtákov a cicavcov. Teplo, ktoré vytvárajú, je produktom biochemických reakcií a slúži ako významný zdroj zvýšenej telesnej teploty. Táto teplota sa udržiava na konštantnej úrovni bez ohľadu na okolitú teplotu. Organizmy, ktoré sú schopné udržiavať stálu optimálnu telesnú teplotu bez ohľadu na teplotu okolia, sa nazývajú teplokrvné (homeotermné). Vďaka tejto vlastnosti môžu mnohé druhy zvierat žiť a rozmnožovať sa pri teplotách pod nulou (soby, ľadový medveď, plutvonožce, tučniaky). Udržiavanie stálej telesnej teploty zabezpečuje dobrá tepelná izolácia vytvorená srsťou, hustým operením, podkožnými vzduchovými dutinami, hrubou vrstvou tukového tkaniva atď.

Špeciálnym prípadom homeotermie je heterotermia (z gréckeho heteros – rôzne). Rôzne úrovne telesnej teploty u heterotermných organizmov závisia od ich funkčnej aktivity. V období aktivity majú stálu telesnú teplotu a v období pokoja alebo zimného spánku teplota výrazne klesá. Heterotermia je charakteristická pre gofery, svište, jazvece, netopiere, ježky, medvede, kolibríky atď.

Osobitnú úlohu v živote živých organizmov zohrávajú podmienky zvlhčovania.

Voda- základ živej hmoty. Pre väčšinu živých organizmov je voda jedným z hlavných environmentálnych faktorov. Toto je najdôležitejšia podmienka existencie všetkého života na Zemi. Všetky životné procesy v bunkách živých organizmov prebiehajú vo vodnom prostredí.

Voda nie je chemicky zmenená väčšinou technických zlúčenín, ktoré rozpúšťa. To je pre živé organizmy veľmi dôležité, pretože živiny potrebné pre ich tkanivá sú dodávané vo vodných roztokoch v relatívne málo zmenenej forme. V prírodných podmienkach voda vždy obsahuje jedno alebo druhé množstvo nečistôt, ktoré nielen interagujú s pevnými a kvapalnými látkami, ale rozpúšťajú aj plyny.

Jedinečné vlastnosti vody predurčujú jej osobitnú úlohu pri formovaní fyzikálneho a chemického prostredia našej planéty, ako aj pri vzniku a udržiavaní úžasného fenoménu – života.

Ľudské embryo pozostáva z 97 % vody a u novorodencov jej množstvo predstavuje 77 % telesnej hmotnosti. Do 50. roku života sa množstvo vody v ľudskom tele znižuje a tvorí už 60 % jeho hmotnosti. Hlavná časť vody (70%) je koncentrovaná vo vnútri buniek a 30% je medzibunková voda. Ľudské svaly tvoria 75 % vody, pečeň 70 %, mozog 79 % a obličky 83 %.

Telo zvieraťa spravidla obsahuje najmenej 50% vody (napríklad slon - 70%, húsenica, ktorá konzumuje listy rastlín - 85-90%, medúzy - viac ako 98%).

Slon potrebuje najviac vody (na základe denných potrieb) zo všetkých suchozemských zvierat - asi 90 litrov. Slony sú jedným z najlepších „hydrogeológov“ medzi zvieratami a vtákmi: vnímajú vodné plochy vo vzdialenosti až 5 km! Len zubry sú ďalej - 7-8 km. V suchých časoch slony používajú svoje kly na kopanie dier v suchých korytách riek, kde zbierajú vodu. Byvoly, nosorožce a iné africké zvieratá bez problémov využívajú slonie studne.

Rozloženie života na Zemi priamo súvisí so zrážkami. Vlhkosť nie je v rôznych častiach sveta rovnaká. Najviac zrážok spadne v rovníkovej zóne, najmä v hornom toku rieky Amazonky a na ostrovoch Malajského súostrovia. Ich počet v niektorých oblastiach dosahuje 12 000 mm za rok. Takže na jednom z havajských ostrovov prší 335 až 350 dní v roku. Toto je najvlhkejšie miesto na Zemi. Priemerný ročný úhrn zrážok tu dosahuje 11 455 mm. Na porovnanie, tundra a púšte dostanú menej ako 250 mm zrážok za rok.

Zvieratá majú rozdielny vzťah k vlhkosti. Voda ako fyzikálne a chemické telo má nepretržitý vplyv na život hydrobiontov (vodných organizmov). Nielenže uspokojuje fyziologické potreby organizmov, ale dodáva aj kyslík a potravu, odvádza metabolity a prenáša sexuálne produkty a samotné vodné organizmy. Vďaka pohyblivosti vody v hydrosfére je možná existencia pripútaných živočíchov, ktoré, ako je známe, na súši neexistujú.

Edafické faktory

Celý súbor fyzikálnych a chemických vlastností pôdy, ktoré majú ekologický vplyv na živé organizmy, sa vzťahuje na edafické faktory (z gréckeho edaphos - základ, zem, pôda). Hlavnými edafickými faktormi sú mechanické zloženie pôdy (veľkosť jej častíc), relatívna kyprosť, štruktúra, vodná priepustnosť, prevzdušnenie, chemické zloženie pôdy a látok v nej cirkulujúcich (plyny, voda).

Charakter granulometrického zloženia pôdy môže mať ekologický význam pre živočíchy, ktoré v určitom období života žijú v pôde alebo vedú norový životný štýl. Larvy hmyzu vo všeobecnosti nemôžu žiť v pôde, ktorá je príliš kamenistá; hrabanie blanokrídlovcov, kladenie vajíčok v podzemných chodbách, množstvo kobyliek, zahrabávanie vajcových zámotkov do zeme, potrebujú, aby bola dostatočne voľná.

Dôležitou vlastnosťou pôdy je jej kyslosť. Je známe, že kyslosť média (pH) charakterizuje koncentráciu vodíkových iónov v roztoku a je číselne rovná zápornému dekadickému logaritmu tejto koncentrácie: pH = -log. Vodné roztoky môžu mať pH od 0 do 14. Neutrálne roztoky majú pH 7, kyslé roztoky sa vyznačujú hodnotami pH menšími ako 7 a alkalické roztoky sa vyznačujú hodnotami pH väčšími ako 7. Kyslosť môže slúžiť ako ukazovateľ rýchlosti všeobecného metabolizmu komunity. Ak je pH pôdneho roztoku nízke, znamená to, že pôda obsahuje málo živín, takže jej produktivita je extrémne nízka.

Vo vzťahu k úrodnosti pôdy sa rozlišujú tieto ekologické skupiny rastlín:

• oligotrofy (z gréckeho olygos – malý, bezvýznamný a trophe – potrava) – rastliny chudobných, neúrodných pôd (borovica lesná);
• mezotrofy (z gréckeho mesos - priemer) - rastliny s miernou potrebou živín (väčšina lesných rastlín miernych zemepisných šírok);
• eutrofické(z gréčtiny ona - dobrá) - rastliny vyžadujúce veľké množstvo živín v pôde (dub, lieska, egreš).

Orografické faktory

Rozmiestnenie organizmov na zemskom povrchu je do určitej miery ovplyvnené faktormi, akými sú vlastnosti prvkov reliéfu, nadmorská výška, expozícia a strmosť svahov. Spájajú sa do skupiny orografických faktorov (z gréckeho oros – hora). Ich vplyv môže výrazne ovplyvniť miestnu klímu a vývoj pôdy.

Jedným z hlavných orografických faktorov je nadmorská výška. S nadmorskou výškou klesajú priemerné teploty, zvyšujú sa denné teplotné rozdiely, stúpajú zrážky, rýchlosť vetra a intenzita žiarenia, klesá atmosférický tlak a koncentrácie plynov. Všetky tieto faktory ovplyvňujú rastliny a živočíchy a spôsobujú vertikálnu zonáciu.

Typickým príkladom je vertikálne zónovanie v horách. Tu s každým stúpaním o 100 m klesá teplota vzduchu v priemere o 0,55 °C. Zároveň sa mení vlhkosť a skracuje sa dĺžka vegetačného obdobia. S rastúcou nadmorskou výškou biotopu sa výrazne mení vývoj rastlín a živočíchov. Na úpätí hôr môžu byť tropické moria a na vrchole fúkajú arktické vetry. Na jednej strane hôr môže byť slnečno a teplo, na druhej vlhko a chladno.

Ďalším orografickým faktorom je svahová expozícia. Na severných svahoch rastliny vytvárajú tieňové formy a na južných svahoch vytvárajú svetlé formy. Vegetáciu tu reprezentujú najmä suchovzdorné kry. Južne orientované svahy dostávajú viac slnečného svetla, takže intenzita svetla a teplota sú tu vyššie ako na údolných poschodiach a na severných svahoch. S tým sú spojené výrazné rozdiely v zahrievaní vzduchu a pôdy, rýchlosti topenia snehu a vysychaní pôdy.

Dôležitým faktorom je strmosť svahu. Vplyv tohto ukazovateľa na životné podmienky organizmov sa prejavuje najmä cez charakteristiku pôdneho prostredia, vodného a teplotného režimu. Strmé svahy sa vyznačujú rýchlym odvodnením a odplavovaním pôdy, preto sú tu pôdy riedke a suchšie. Ak sklon presahuje 35°, väčšinou sa vytvárajú zosuvy sypkého materiálu.

Hydrografické faktory

Hydrografické faktory zahŕňajú také charakteristiky vodného prostredia, ako je hustota vody, rýchlosť horizontálnych pohybov (prúd), množstvo kyslíka rozpusteného vo vode, obsah suspendovaných častíc, prietok, teplotný a svetelný režim vodných útvarov atď.

Organizmy, ktoré žijú vo vodnom prostredí, sa nazývajú hydrobionty.

Rôzne organizmy sa svojim spôsobom prispôsobili hustote vody a určitým hĺbkam. Niektoré druhy dokážu vydržať tlaky od niekoľkých do stoviek atmosfér. Mnohé ryby, hlavonožce, kôrovce a hviezdice žijú vo veľkých hĺbkach pri tlaku asi 400 – 500 atm.

Vysoká hustota vody zabezpečuje existenciu mnohých nekostrových foriem vo vodnom prostredí. Sú to malé kôrovce, medúzy, jednobunkové riasy, mäkkýše a pteropódy atď.

Vysoká merná tepelná kapacita a vysoká tepelná vodivosť vody určujú stabilnejší teplotný režim vodných útvarov v porovnaní s pevninou. Amplitúda ročných teplotných výkyvov nepresahuje 10-15 °C. V kontinentálnych vodách je 30-35 °C. V samotných nádržiach sa teplotné pomery medzi hornou a spodnou vrstvou vody výrazne líšia. V hlbokých vrstvách vodného stĺpca (v moriach a oceánoch) je teplotný režim stabilný a konštantný (3-4 °C).

Dôležitým hydrografickým faktorom je svetelný režim vodných plôch. Množstvo svetla s hĺbkou rýchlo klesá, takže vo svetovom oceáne riasy žijú iba v osvetlenej zóne (najčastejšie v hĺbkach od 20 do 40 m). Hustota morských organizmov (ich počet na jednotku plochy alebo objemu) prirodzene klesá s hĺbkou.

Chemické faktory

Pôsobenie chemických faktorov sa prejavuje vo forme prenikania chemických látok do prostredia, ktoré sa v ňom predtým nevyskytovali, čo je do značnej miery spôsobené moderným antropogénnym vplyvom.

Chemický faktor, akým je zloženie plynu, je mimoriadne dôležitý pre organizmy žijúce vo vodnom prostredí. Napríklad vo vodách Čierneho mora je veľa sírovodíka, čo spôsobuje, že tento bazén nie je úplne priaznivý pre život niektorých zvierat v ňom. Rieky, ktoré sa do nej vlievajú, so sebou nesú nielen pesticídy či ťažké kovy vyplavené z polí, ale aj dusík a fosfor. A to nie je len poľnohospodárske hnojivo, ale aj potrava pre morské mikroorganizmy a riasy, ktoré sa v dôsledku prebytku živín začnú rýchlo rozvíjať (voda kvitne). Keď zomrú, klesnú na dno a počas procesu rozkladu spotrebúvajú značné množstvo kyslíka. Za posledných 30-40 rokov sa rozkvet Čierneho mora výrazne zvýšil. V spodnej vrstve vody je kyslík nahradený jedovatým sírovodíkom, takže tu prakticky nie je život. Organický svet mora je pomerne chudobný a monotónny. Jeho živá vrstva je obmedzená na úzky povrch s hrúbkou 150 m. Pokiaľ ide o suchozemské organizmy, sú necitlivé na zloženie plynu v atmosfére, pretože je konštantné.

Do skupiny chemických faktorov patrí aj taký ukazovateľ ako slanosť vody (obsah rozpustných solí v prírodných vodách). Podľa množstva rozpustených solí sa prírodné vody delia na tieto kategórie: sladká voda - do 0,54 g/l, brakická voda - od 1 do 3, mierne slaná - od 3 do 10, slaná a veľmi slaná voda - od r. 10 až 50, soľanka - viac 50 g / l. V sladkovodných útvaroch na zemi (potoky, rieky, jazerá) teda 1 kg vody obsahuje až 1 g rozpustných solí. Morská voda je komplexný soľný roztok, ktorého priemerná slanosť je 35 g/kg vody, t.j. 3,5 %.

Živé organizmy žijúce vo vodnom prostredí sú prispôsobené presne definovanej slanosti vody. Sladkovodné formy nemôžu žiť v moriach a morské formy neznášajú odsoľovanie. Ak sa zmení slanosť vody, zvieratá sa pohybujú pri hľadaní priaznivého prostredia. Napríklad pri odsoľovaní povrchových vrstiev mora po silných dažďoch niektoré druhy morských kôrovcov zostupujú do hĺbky až 10 m.

Larvy ustríc žijú v brakických vodách malých zátok a ústí riek (polouzavreté pobrežné vodné plochy, ktoré voľne komunikujú s oceánom alebo morom). Larvy rastú obzvlášť rýchlo, keď je slanosť vody 1,5-1,8% (niekde medzi sladkou a slanou vodou). Pri vyššom obsahu soli je ich rast do istej miery potlačený. Keď sa obsah soli zníži, rast je už výrazne potlačený. Pri slanosti 0,25% sa rast lariev zastaví a všetky uhynú.

Pyrogénne faktory

Patria sem faktory vystavenia ohňu alebo požiare. V súčasnosti sú požiare považované za veľmi významný a jeden z prirodzených abiotických faktorov prostredia. Pri správnom používaní môže byť oheň veľmi cenným environmentálnym nástrojom.

Požiare sú na prvý pohľad negatívnym faktorom. Ale v skutočnosti to tak nie je. Bez požiarov by napríklad savana rýchlo zmizla a bola by pokrytá hustým lesom. To sa však nestane, pretože jemné výhonky stromov odumierajú v ohni. Pretože stromy rastú pomaly, len máloktoré prežijú požiare a rastú dostatočne vysoko. Tráva rýchlo rastie a rovnako rýchlo sa zotavuje aj po požiaroch.

Treba si uvedomiť, že na rozdiel od iných environmentálnych faktorov ľudia dokážu požiare regulovať, a preto sa môžu stať určitým limitujúcim faktorom pri šírení rastlín a živočíchov. Oheň riadený človekom produkuje popol, ktorý je bohatý na prospešné látky. Zmiešaním s pôdou popol stimuluje rast rastlín, ktorých množstvo určuje život zvierat.

Okrem toho mnohí obyvatelia savany, ako napríklad bocian africký a sekretárka, používajú oheň na svoje vlastné účely. Navštevujú hranice prírodných alebo kontrolovaných požiarov a jedia tam hmyz a hlodavce, ktoré uniknú ohňu.

Požiare môžu byť spôsobené tak prírodnými faktormi (údery blesku), ako aj náhodnými a nenáhodnými ľudskými činmi. Existujú dva druhy požiarov. Strešné požiare je najťažšie kontrolovať a regulovať. Najčastejšie sú veľmi intenzívne a ničia všetku vegetáciu a pôdnu organickú hmotu. Takéto požiare majú na mnohé organizmy obmedzujúci účinok.

Pozemné požiare, naopak, majú selektívny účinok: pre niektoré organizmy sú deštruktívnejšie, pre iné - menej, a tak prispievajú k rozvoju organizmov s vysokou odolnosťou voči požiarom. Malé pozemné ohniská navyše dopĺňajú pôsobenie baktérií, ktoré rozkladajú odumreté rastliny a urýchľujú premenu minerálnych živín do formy vhodnej na využitie pre nové generácie rastlín. V biotopoch s neúrodnou pôdou prispievajú požiare k jej obohateniu o prvky popola a živiny.

Pri dostatočnej vlhkosti (severoamerické prérie) požiare stimulujú rast tráv na úkor stromov. Požiare zohrávajú mimoriadne dôležitú regulačnú úlohu v stepiach a savanách. Tu pravidelné požiare znižujú pravdepodobnosť invázie púštnych kríkov.

Príčinou zvýšenej frekvencie lesných požiarov je často človek, hoci súkromník nemá právo úmyselne (ani náhodne) spôsobiť požiar v prírode. Používanie ohňa špecialistami však patrí k správnemu hospodáreniu na pôde.

Pri výučbe sa používa počítačová prezentácia, ktorá obsahuje hlavné ustanovenia prezentovaného materiálu, tabuľky, príklady, ilustrácie. Jednotliví študenti majú vopred za úlohu pripraviť správy k určitým úsekom témy hodiny. Materiály z prezentácie a pripravené správy sa využívajú pri zostavovaní zadaní testu.

Počas vyučovania

učiteľ. Všetky živé organizmy obývajúce Zem sú ovplyvnené environmentálnymi faktormi. Ekologické faktory sú jednotlivé vlastnosti alebo prvky prostredia, ktoré vplývajú na živé organizmy priamo alebo nepriamo aspoň v jednej z etáp individuálneho vývoja. Faktory prostredia sú rôznorodé. Možno ich rozdeliť podľa typu účinku na organizmy, stupňa variability v čase a dĺžky pôsobenia. Faktory životného prostredia sa však zvyčajne delia na základe ich pôvodu na abiotické, biotické a antropogénne.

(Na obrazovke sa zobrazuje klasifikačná schéma pre faktory prostredia.)

Organizmy reagujú na pôsobenie abiotických faktorov rôzne. Niektoré baktérie sú schopné žiť v najextrémnejších podmienkach – v gejzíroch, sírovodíkových prameňoch, vo veľmi slanej vode, v najväčších hĺbkach svetového oceánu, veľmi hlboko v pôde, v ľade Antarktídy, v telách živých organizmov. organizmov. A niektoré planktónne organizmy v oceáne zomierajú pri najmenších zmenách teploty alebo slanosti okolitej vody. Určité faktory sú pre organizmy tiež dôležité rôznymi spôsobmi. Napríklad pre larvu chrústa, ktorá sa vyvíja v pôde, je taký všeobecne dôležitý faktor, akým je svetlo, prakticky nepodstatný.

Z rozsiahleho zoznamu abiotických faktorov budeme uvažovať o teplote, svetle a vlhkosti – ich vplyv je veľmi dôležitý pre väčšinu živých organizmov na planéte.

Teplota

učiteľ. Teploty na súši sa môžu v rôznych oblastiach zemegule líšiť od +50 °C do –50 °C, zriedkavo dosahujú vyššie alebo nižšie hodnoty, napríklad cez deň na púšti alebo v zime v niektorých oblastiach východnej Sibíri, Arktídy a Antarktídy. . Teplota vody vo Svetovom oceáne sa zvyčajne pohybuje od +2 °C do +27 °C. V súlade s tým je väčšina rastlín a zvierat schopná existovať v podmienkach pomerne úzkeho teplotného rozsahu. Niektoré druhy baktérií však môžu žiť a množiť sa v horúcich prameňoch pri teplotách nad +80 °C. Iné organizmy sú schopné prežiť významné zmeny teploty v stave pokoja alebo pozastavenej animácie. Napríklad spóry mikróbov vydržia ochladenie až na –200 °C.

(Na obrazovke sa zobrazujú rôzne skupiny zvierat v závislosti od ich vzťahu k zmenám teploty.)

Študentská správa

Existujú živočíšne organizmy so stálou telesnou teplotou (teplokrvné - vtáky a cicavce) a s nestabilnou telesnou teplotou (studenokrvné - ryby, obojživelníky, plazy, všetky bezstavovce).

Na ochranu pred podchladením a prehriatím si organizmy vyvinuli určité úpravy. Napríklad s nástupom zimy sa rastliny dostávajú do stavu zimného pokoja. Mnoho zvierat hibernuje. Rýchlosť ich metabolizmu prudko klesá. V rámci prípravy na zimu sa v živočíšnych tkanivách ukladá veľa tukov a sacharidov, v bunkách klesá množstvo vody, hromadia sa cukry a glycerín, čo zabraňuje zamrznutiu. Tým sa zvyšuje mrazuvzdornosť zimujúcich organizmov.

V horúcom období sa naopak aktivujú fyziologické mechanizmy, ktoré chránia pred prehriatím. V rastlinách sa zvyšuje odparovanie vlhkosti cez prieduchy, čo vedie k zníženiu teploty listov. U zvierat sa odparovanie vody zvyšuje dýchacím systémom a pokožkou.

Schopnosť udržiavať stálu telesnú teplotu u vtákov a cicavcov je spojená s intenzívnym metabolizmom, ktorý je zase možný vďaka štvorkomorovému srdcu a úplnému oddeleniu prietoku arteriálnej a venóznej krvi vďaka prísunu okysličenej tepny. krv do tkanív. Perie alebo vlasy chránia vtáky a cicavce pred stratou tepla. Druhy, ktoré žijú v neustále horúcom podnebí, majú špeciálne úpravy na odvádzanie tepla. Napríklad slony majú veľké ucho, ktoré funguje ako výmenník tepla.

Udržiavaním konštantnej telesnej teploty môžu vtáky a zvieratá zostať aktívne počas náhlych zmien teploty a žiť takmer vo všetkých oblastiach zemegule.

Svetlo

učiteľ. Svetlo a s ním spojený proces fotosyntézy zabezpečujú všetky životné procesy vyskytujúce sa na Zemi. Pre fotosyntézu je dôležitá vlnová dĺžka vnímaného žiarenia, jeho trvanie a intenzita.

(Na obrazovke sa zobrazuje diagram spektra slnečného svetla.)

Rastliny vo vzťahu k svetlu sa delia na svetlomilné, tieňomilné a tieňomilné. Tieňomilné rastliny rastú pri slabom osvetlení, napríklad pod korunou lesa. Rastliny odolné voči tieňom sú schopné existovať v podmienkach dobrého osvetlenia aj v tieni.

Zadávateľom publikácie článku je zdravotné stredisko „CRCH“. Laserová chirurgia, podológia - liečba zarastených nechtov na nohách, proktológia, operačná a konzervatívna ortopédia, rázová vlna a manuálna terapia, masáže, reflexná terapia, korekcia držania tela a mnohé iné. Vaše zdravie je vo vašich rukách! Viac o centre, službách a cenách sa dozviete na webovej stránke, ktorá sa nachádza na adrese: http://www.rubca.net/.

Študentská správa

Dĺžka denného svetla zohráva dôležitú úlohu pri regulácii činnosti živých organizmov a ich vývoja. fotoperióda. V miernych zemepisných šírkach je vývojový cyklus živočíchov a rastlín obmedzený na ročné obdobia a signálom pre prípravu organizmov na zmeny teploty je práve dĺžka denného svetla, ktorá je na rozdiel od iných faktorov vždy pre každé miesto a čas. Fotoperiodizmus je spúšťací mechanizmus, ktorý zahŕňa fyziologické procesy, ktoré vedú k rastu a kvitnutiu rastlín na jar, plodeniu v lete a zhadzovaniu listov na jeseň. U zvierat sú zmeny denného svetla spojené s rozmnožovaním, sezónnymi migráciami (napríklad prelety vtákov), hromadením tuku a prípravou na štádium zimného pokoja.

Okrem sezónnych zmien sú dôležité aj denné zmeny svetelných podmienok. Zmena dňa a noci určuje denný rytmus fyziologickej aktivity organizmov. Dôležitou adaptáciou, ktorá zabezpečuje prežitie jednotlivca, sú akési „biologické hodiny“, schopnosť vnímať čas.

Študentská správa

Rastliny sa vyznačujú javom tzv fototropizmus, je zmena polohy častí rastlín počas dňa v závislosti od polohy svetelného zdroja. Listy rastlín sa odvracajú od prebytočného svetla a u druhov odolných voči tieňom sa naopak otáčajú smerom k nemu. Asimilačné orgány sa teda snažia zaujať polohu, v ktorej bude rastlina dostávať optimálne množstvo svetla.

Niektoré zvieratá a jednobunkové organizmy tiež vykazujú pohyb smerom k najvyššiemu alebo najnižšiemu osvetleniu (pozitívnemu alebo negatívnemu). fototaxia) na výber najvhodnejšieho biotopu.

Študentská správa

Pre zvieratá vrátane ľudí má svetlo predovšetkým informačnú hodnotu. Mnohé cicavce a vtáky prijímajú veľkú väčšinu informácií prostredníctvom orgánov zraku. Väčšina organizmov potrebuje svetlo na orientáciu v priestore. Aj tie najjednoduchšie organizmy majú vo svojich bunkách organely citlivé na svetlo. Včely svojim tancom ukazujú svojim bratom cestu letu k zdroju potravy. Zistilo sa, že tanečné figúry (osmičky) sú orientované vzhľadom na slnko.

Počas jarno-jesenných migrácií sa vtáky pohybujú podľa hviezd a slnka. V biotopoch, kde je veľmi málo svetla alebo vôbec žiadne svetlo (v jaskyniach, v hlbinách oceánu), a niekedy s nočným životným štýlom, môžu mať niektoré živočíchy (ryby, hlavonožce, hmyz, kôrovce) prispôsobené bioluminiscencia– schopnosť žiariť na prilákanie koristi, jedincov opačného pohlavia, odplašenie nepriateľov atď.

Vlhkosť

učiteľ. Voda je nevyhnutnou súčasťou bunky, preto je jej množstvo v určitých biotopoch limitujúcim faktorom pre rastliny a živočíchy a určuje charakter flóry a fauny daného územia.

(Obrazovka zobrazuje zástupcov rôznych skupín rastlín s biotopmi rôznej vlhkosti.)

V závislosti od pôdnej vlhkosti sa mení druhové zloženie vegetácie. Pri vysychaní pôd sú lesy nahradené lesostepnou vegetáciou, potom stepnou a púštnou vegetáciou. Nadmerná vlhkosť v pôde vedie k podmáčaniu a vzniku močiarnej vegetácie. Zrážky môžu počas roka klesať nerovnomerne a živé organizmy musia znášať dlhodobé suchá. Intenzita rozvoja vegetačného krytu a tým aj intenzita výživy kopytníkov závisí od obdobia dažďov.

Rastliny a zvieratá sa prispôsobili životu v podmienkach nedostatku vody. Napríklad rastliny zo suchých stanovíšť majú vyvinutý mohutný koreňový systém, kutikula listov je zhrubnutá, čepele listov sú zmenšené alebo premenené na ihličie a tŕne, čím sa znižuje výpar. Počas sucha sa rast zastaví. Kaktusy a niektoré ďalšie rastliny (sukulenty) ukladajú vlhkosť do svojich stoniek. V púštiach a polopúštiach po krátkom odkvitnutí efemérne rastliny začiatkom leta zhadzujú listy, odumierajú ich nadzemné časti a cibuľky a podzemky im zostávajú do ďalšej sezóny. Takto tieto rastliny prežijú obdobie sucha.

V púšti môžu malé zvieratá - článkonožce, hady, korytnačky, hlodavce - upadnúť do letnej hibernácie, niekedy až do ďalšej sezóny.

Študentská správa

Pri všetkej rozmanitosti foriem a mechanizmov adaptácie živých organizmov na účinky nepriaznivých faktorov životného prostredia ich možno rozdeliť do troch hlavných spôsobov: aktívne, pasívne a vyhýbanie sa nepriaznivým účinkom. Všetky tieto cesty prebiehajú vo vzťahu k akémukoľvek faktoru prostredia, či už je to svetlo, teplo alebo vlhkosť.

Aktívna cesta– posilnenie odolnosti, rozvoj regulačných schopností, ktoré umožňujú prejsť životným cyklom a splodiť potomstvo aj napriek odchýlkam podmienok prostredia od optimálnych. Táto cesta je charakteristická pre teplokrvné organizmy, ale prejavuje sa aj u množstva vyšších rastlín (zrýchlenie rýchlosti rastu a odumierania výhonkov, koreňov, rýchle kvitnutie).

Pasívny spôsob– podriadenie životných funkcií organizmu vonkajším podmienkam. Spočíva v hospodárnom využívaní energetických zdrojov pri zhoršení životných podmienok, zvyšovaní stability buniek a tkanív. Prejavuje sa znížením intenzity metabolických procesov, spomalením tempa rastu a vývoja, hibernáciou, pozastavenou animáciou dospelých jedincov alebo existenciou v kľudovom štádiu (dehydrované semená, spóry, vajíčka niektorých bezstavovcov, ktoré dokážu prežiť roky v najnepriaznivejších podmienkach). Vyjadrené v rastlinách a chladnokrvných živočíchoch, v tých cicavcoch a vtákoch, ktoré sú schopné hibernácie alebo nehybnosti.

Vyhýbanie sa nepriaznivým podmienkam prostredia charakteristické pre všetky živé bytosti. Prechod životných cyklov v najpriaznivejšom ročnom období (aktívne procesy - počas vegetačného obdobia, v zime - stav pokoja). Pre rastliny – ochrana obnovných púčikov a mladých pletív snehovou pokrývkou a podstielkou; odrazom slnečných lúčov. Pre zvieratá - prístrešky: diery a hniezda.

Študentská správa

Mnoho malých rastlín toleruje nízke zimné teploty, zimuje pod snehom vo vrstve podstielky. S nástupom mrazu padajú vetvy trpasličieho cédra na zem a na jar sa opäť zdvihnú. Kľukatosť kmeňov kamenných briez niektorí bádatelia interpretujú aj ako prispôsobenie druhu na chlad. Kmeň stromu sa krúti nejaký čas v teplejšej prízemnej vrstve. Vyskytuje sa tak na európskom severe, ako aj na severe Ďalekého východu.

Zvieratá majú tiež niekoľko stavov odpočinku. Letná hibernácia je spôsobená vysokými teplotami a nedostatkom vody, zimná zima. Metabolické procesy u cicavcov sa počas zimného spánku nie vždy spomaľujú: hnedé a ľadové medvede rodia v zime mláďatá. Anabióza je stav tela, v ktorom sa životné procesy spomalia natoľko, že môžu chýbať známky života. Telo sa dehydruje, a preto znesie veľmi nízke teploty. Anabióza je typická pre spóry, semená, sušené lišajníky, mravce a jednobunkové prvoky.

Všetky živočíchy sa aktívne sťahujú na miesta s priaznivejšími teplotami (v teple - v tieni, v chladných dňoch - na slnku), zhlukujú sa alebo sa rozchádzajú, počas zimného spánku sa stáčajú do klbka, vyberajú si alebo vytvárajú úkryty s určitou mikroklímou, a sú aktívne v určitých časoch dňa.

učiteľ. Rastliny, zvieratá a mikroorganizmy sa prispôsobujú abiotickým environmentálnym faktorom a vstupujú do vzájomných vzťahov. Rastliny, zvieratá a mikroorganizmy sú rozmiestnené vo vesmíre naprieč rôznymi prostrediami a vytvárajú širokú škálu ekosystémov (biogeocenóz), ktoré sa nakoniec spájajú do biosféry Zeme.

záver: pre všetky živé organizmy, t.j. Na rastliny a živočíchy vplývajú abiotické faktory prostredia (faktory neživej prírody), najmä teplota, svetlo a vlhkosť. Rastliny a živočíchy sa v závislosti od ich adaptability na vplyv faktorov neživej prírody delia do rôznych ekologických skupín.

Na upevnenie získaných vedomostí sa vykoná test (5–7 minút).

Každý študent dostane hárok s úlohami testovacieho typu na základe učebného materiálu. Po dokončení úlohy sa listy zozbierajú.

Možnosti úloh

Cvičenie 1. Z uvedených zvierat vyberte teplokrvné (t.j. so stálou telesnou teplotou) a studenokrvné: krokodíl, zmija, varan, korytnačka, kapor, zajac, sýkorka.

Úloha 2. Z navrhovaných rastlín si vyberte svetlomilné, tieňomilné a tieňomilné rastliny.

Harmanček, smrek, púpava, nevädza, šalvia lúčna, pierka stepná, papraď papraď.

Ďalšie informácie:

1) svetlomilné - majú malé listy, vysoko rozvetvené výhonky, veľa pigmentu, napríklad obilniny (zvýšenie intenzity svetla nad optimálnu potláča fotosyntézu, takže v trópoch je ťažké získať dobré úrody);

2) tieňomilné - listy sú tenké, veľké, usporiadané horizontálne, s menším počtom prieduchov;

3) odolné voči odtieňom - ​​rastliny schopné žiť v podmienkach dobrého osvetlenia a tienenia.

Úloha 3. Vyberte rastliny súvisiace s:

1) vodné rastliny;
2) polovodné rastliny;
3) suchozemské rastliny;
4) rastliny na suchých a veľmi suchých miestach.

Maslák, nevädza, kaktus, biele lekno, aloe.

Aké rastliny sa nazývajú sukulenty?

Úloha 4. Vyberte zvieratá, ktoré sú denné, nočné a súmrakové.

Sova, jašterica, leopard, okapi, ľadový medveď, netopier, motýľ.

Úloha 5. Vyberte zvieratá súvisiace s:

1) zvieratá milujúce vlhkosť;
2) živočíchy strednej skupiny (vodozemská skupina);
3) suchomilné zvieratá.

Varan, tuleň, ťava, tučniaky, žirafy, kapybara, veverička, klaun, bobor.

LITERATÚRA

Dolní V.R., Kozlov M.A. Cicavce. Atlas. – M.: Vzdelávanie, 2005.
Ilustrovaná encyklopédia zvierat. – M.: TERRA – Knižný klub, 1999.
Kamensky A.A., Kriksunov E.A., Pasechnik V.V. Biológia. Úvod do všeobecnej biológie a ekológie. – M.: Drop, 2005.
Fedoros E.I., Nechaeva G.A. Ekológia v pokusoch: učebnica pre žiakov 10. – 11. ročníka všeobecných vzdelávacích inštitúcií. – M.: Ventana-Graf, 2007.
Fedoros E.I., Nechaeva G.A. Ekológia v experimentoch: workshop pre študentov 10. – 11. ročníka inštitúcií všeobecného vzdelávania. – M.: Ventana-Graf, 2007.

Úvod

Hlavné abiotické faktory a ich vlastnosti

Literatúra

Úvod

Abiotické faktory prostredia sú zložky a javy neživej, anorganickej povahy, ktoré priamo alebo nepriamo ovplyvňujú živé organizmy. Prirodzene, tieto faktory pôsobia súčasne a to znamená, že pod ich vplyv spadajú všetky živé organizmy. Stupeň prítomnosti alebo neprítomnosti každého z nich výrazne ovplyvňuje životaschopnosť organizmov a pre rôzne druhy sa líši. Treba poznamenať, že to výrazne ovplyvňuje celý ekosystém ako celok a jeho udržateľnosť.

Faktory prostredia, jednotlivo aj v kombinácii, pri vplyve na živé organizmy ich nútia meniť sa a prispôsobovať sa týmto faktorom. Táto schopnosť sa nazýva ekologická valencia alebo plasticita. Plasticita alebo environmentálna valencia každého druhu je odlišná a má odlišný vplyv na schopnosť živých organizmov prežiť pri meniacich sa environmentálnych faktoroch. Ak sa organizmy nielen prispôsobujú biotickým faktorom, ale môžu ich aj ovplyvňovať tým, že menia iné živé organizmy, potom je to pri abiotických faktoroch prostredia nemožné: organizmus sa im dokáže prispôsobiť, ale nie je schopný ich výrazne spätne ovplyvňovať.

Abiotické faktory prostredia sú podmienky, ktoré priamo nesúvisia so životnou aktivitou organizmov. Medzi najdôležitejšie abiotické faktory patrí teplota, svetlo, voda, zloženie atmosférických plynov, štruktúra pôdy, zloženie živín v nej, terén atď. Tieto faktory môžu ovplyvňovať organizmy ako priamo, napríklad svetlo alebo teplo, tak aj nepriamo, napríklad terén, ktorý podmieňuje pôsobenie priamych faktorov, svetla, vetra, vlhkosti atď. procesy boli objavené.

1. Hlavné abiotické faktory a ich charakteristika

Medzi abiotické faktory patria:

Klimatické (vplyv teploty, svetla a vlhkosti);

Geologické (zemetrasenie, sopečná erupcia, pohyb ľadovcov, bahno a lavíny atď.);

Orografické (črty terénu, kde žijú skúmané organizmy).

Uvažujme o pôsobení hlavných priamych abiotických faktorov: svetla, teploty a prítomnosti vody. Teplota, svetlo a vlhkosť sú najdôležitejšie faktory prostredia. Tieto faktory sa prirodzene menia ako v priebehu roka a dňa, tak aj v súvislosti s geografickým zónovaním. Organizmy vykazujú zonálnu a sezónnu adaptáciu na tieto faktory.

Svetlo ako environmentálny faktor

Slnečné žiarenie je hlavným zdrojom energie pre všetky procesy prebiehajúce na Zemi. V spektre slnečného žiarenia možno rozlíšiť tri oblasti, odlišné biologickým pôsobením: ultrafialové, viditeľné a infračervené. Ultrafialové lúče s vlnovou dĺžkou menšou ako 0,290 mikrónov sú deštruktívne pre všetko živé, no zadržiava ich ozónová vrstva atmosféry. Len malá časť dlhších ultrafialových lúčov (0,300 - 0,400 mikrónov) dopadá na zemský povrch. Tvoria asi 10 % energie žiarenia. Tieto lúče sú vysoko chemicky aktívne vo vysokých dávkach môžu poškodiť živé organizmy. V malom množstve sú však potrebné napríklad pre človeka: vplyvom týchto lúčov vzniká v ľudskom tele vitamín D a hmyz tieto lúče vizuálne rozlišuje, t.j. vidieť v ultrafialovom svetle. Môžu sa pohybovať pomocou polarizovaného svetla.

Pre organizmy sú dôležité najmä viditeľné lúče s vlnovou dĺžkou 0,400 až 0,750 mikrónov (tvoria väčšinu energie - 45 % - slnečného žiarenia), ktoré dopadajú na zemský povrch. Zelené rastliny vďaka tomuto žiareniu syntetizujú organickú hmotu (vykonávajú fotosyntézu), ktorú ako potravu využívajú všetky ostatné organizmy. Pre väčšinu rastlín a živočíchov je viditeľné svetlo jedným z dôležitých environmentálnych faktorov, aj keď existujú aj také, pre ktoré svetlo nie je predpokladom existencie (pôda, jaskynné a hlbokomorské typy adaptácie na život v tme). Väčšina zvierat je schopná rozlíšiť spektrálne zloženie svetla – má farebné videnie a rastliny majú pestrofarebné kvety, aby prilákali opeľujúci hmyz.

Infračervené lúče s vlnovou dĺžkou väčšou ako 0,750 mikrónov ľudské oko nevníma, sú však zdrojom tepelnej energie (45 % energie žiarenia). Tieto lúče sú absorbované tkanivami zvierat a rastlín, čo spôsobuje, že sa tkanivá zahrievajú. Mnohé studenokrvné živočíchy (jašterice, hady, hmyz) využívajú slnečné žiarenie na zvýšenie telesnej teploty (niektoré hady a jašterice sú ekologicky teplokrvné živočíchy). Svetelné podmienky spojené s rotáciou Zeme majú odlišné denné a sezónne cykly. Takmer všetky fyziologické procesy v rastlinách a zvieratách majú denný rytmus s maximom a minimom v určitých hodinách: napríklad v určitých hodinách dňa sa kvetina rastliny otvára a zatvára a zvieratá si vyvinuli adaptáciu na nočný a denný život. Dĺžka dňa (alebo fotoperióda) má v živote rastlín a živočíchov veľký význam.

Rastliny sa v závislosti od svojich životných podmienok prispôsobujú tieňu - rastliny odolné voči odtieňom alebo naopak slnku - svetlomilné rastliny (napríklad obilniny). Silné, jasné slnko (nad optimálnym jasom) však potláča fotosyntézu, čo sťažuje produkciu vysokých výnosov plodín bohatých na bielkoviny v trópoch. V miernych pásmach (nad a pod rovníkom) sa vývojový cyklus rastlín a živočíchov obmedzuje na ročné obdobia: príprava na zmeny teplotných podmienok sa uskutočňuje na základe signálu – zmeny dĺžky dňa, ktorý pri určité ročné obdobie na danom mieste je vždy rovnaké. V dôsledku tohto signálu sa zapínajú fyziologické procesy, ktoré vedú k rastu a kvitnutiu rastlín na jar, plodeniu v lete a opadaniu listov na jeseň; u zvierat - k prelínaniu, hromadeniu tuku, migrácii, rozmnožovaniu u vtákov a cicavcov a nástupu pokojového štádia u hmyzu. Zvieratá vnímajú zmeny dĺžky dňa pomocou svojich zrakových orgánov. A rastliny - pomocou špeciálnych pigmentov umiestnených v listoch rastlín. Podráždenie je vnímané cez receptory, v dôsledku čoho dochádza k sérii biochemických reakcií (aktivácia enzýmov alebo uvoľňovanie hormónov) a potom sa objavujú fyziologické alebo behaviorálne reakcie.

Štúdium fotoperiodizmu u rastlín a živočíchov ukázalo, že reakcia organizmov na svetlo nie je založená len na množstve prijatého svetla, ale na striedaní periód svetla a tmy s určitým trvaním počas dňa. Organizmy sú schopné merať čas, t.j. mať biologické hodiny - od jednobunkových organizmov až po človeka. Biologické hodiny - riadia sa aj sezónnymi cyklami a inými biologickými javmi. Biologické hodiny určujú denný rytmus činnosti celých organizmov a procesov prebiehajúcich aj na bunkovej úrovni, najmä bunkových delení.

Teplota ako environmentálny faktor

Všetky chemické procesy prebiehajúce v tele závisia od teploty. Zmeny tepelných podmienok, často pozorované v prírode, hlboko ovplyvňujú rast, vývoj a ďalšie prejavy života živočíchov a rastlín. Existujú organizmy s nestabilnou telesnou teplotou – poikilotermné a organizmy s konštantnou telesnou teplotou – homeotermické. Poikilotermné živočíchy sú úplne závislé od teploty prostredia, kým homeotermné živočíchy sú schopné udržiavať stálu telesnú teplotu bez ohľadu na zmeny teploty prostredia. Prevažná väčšina suchozemských rastlín a živočíchov v stave aktívneho života nemôže tolerovať negatívne teploty a zomrieť. Horná teplotná hranica života nie je rovnaká pre rôzne druhy - zriedka nad 40-45 O C. Niektoré sinice a baktérie žijú pri teplotách 70-90 O C, niektoré mäkkýše (do 53 O S). Pre väčšinu suchozemských živočíchov a rastlín sa optimálne teplotné podmienky pohybujú v pomerne úzkych medziach (15-30 O S). Horná hranica životnej teploty je určená teplotou zrážania bielkovín, keďže k ireverzibilnej koagulácii bielkovín (narušenie štruktúry bielkovín) dochádza pri teplote okolo 60 o. S.

V procese evolúcie si poikilotermné organizmy vyvinuli rôzne adaptácie na meniace sa teplotné podmienky prostredia. Hlavným zdrojom tepelnej energie u poikilotermných živočíchov je vonkajšie teplo. Poikilotermné organizmy majú vyvinuté rôzne adaptácie na nízke teploty. Niektoré zvieratá, napríklad arktické ryby, žijú neustále pri teplote -1,8 o C, obsahujú látky (glykoproteíny) v tkanivovej tekutine, ktoré zabraňujú tvorbe ľadových kryštálikov v tele; hmyz na tieto účely akumuluje glycerol. Iné živočíchy naopak vďaka aktívnej kontrakcii svalov zvyšujú produkciu tepla v tele – takto zvyšujú telesnú teplotu o niekoľko stupňov. Iné regulujú svoju tepelnú výmenu v dôsledku výmeny tepla medzi cievami obehového systému: cievy vychádzajúce zo svalov sú v tesnom kontakte s cievami vychádzajúcimi z kože a nesú ochladenú krv (tento jav je charakteristický pre studenú vodu ryby). Adaptívne správanie zahŕňa mnoho hmyzu, plazov a obojživelníkov, ktorí si vyberajú miesta na slnku, aby sa zohriali, alebo menia rôzne polohy, aby zväčšili vykurovaciu plochu.

U mnohých studenokrvných živočíchov sa telesná teplota môže meniť v závislosti od fyziologického stavu: napríklad u lietajúceho hmyzu sa môže vnútorná telesná teplota zvýšiť o 10-12 o C alebo viac v dôsledku zvýšenej svalovej práce. Sociálny hmyz, najmä včely, si vyvinul účinný spôsob udržiavania teploty prostredníctvom kolektívnej termoregulácie (úľ dokáže udržať teplotu 34-35 o C, nevyhnutné pre vývoj lariev).

Poikilotermné živočíchy sa dokážu prispôsobiť vysokým teplotám. K tomu dochádza aj rôznymi spôsobmi: k prenosu tepla môže dôjsť v dôsledku odparovania vlhkosti z povrchu tela alebo zo sliznice horných dýchacích ciest, ako aj v dôsledku podkožnej cievnej regulácie (napríklad u jašteríc rýchlosť prietoku krvi cez cievy kože sa zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou).

Najdokonalejšiu termoreguláciu pozorujeme u vtákov a cicavcov – homeotermických živočíchov. V procese evolúcie nadobudli schopnosť udržiavať stálu telesnú teplotu vďaka prítomnosti štvorkomorového srdca a jedného aortálneho oblúka, čo zaisťovalo úplné oddelenie arteriálneho a venózneho prietoku krvi; vysoký metabolizmus; perie alebo vlasy; regulácia prenosu tepla; dobre vyvinutý nervový systém získal schopnosť aktívneho života pri rôznych teplotách. Väčšina vtákov má telesnú teplotu mierne nad 40 o C a u cicavcov je o niečo nižšia. Pre zvieratá je veľmi dôležitá nielen schopnosť termoregulácie, ale aj adaptačné správanie, stavba špeciálnych úkrytov a hniezd, výber miesta s priaznivejšou teplotou atď. Nízkym teplotám sa vedia prispôsobiť aj niekoľkými spôsobmi: teplokrvné živočíchy okrem peria či chlpov využívajú chvenie (mikrokontrakcie zvonka nehybných svalov) na zníženie tepelných strát; oxidáciou hnedého tukového tkaniva u cicavcov vzniká dodatočná energia, ktorá podporuje metabolizmus.

Adaptácia teplokrvných živočíchov na vysoké teploty je v mnohom podobná podobným adaptáciám studenokrvných živočíchov - potenie a odparovanie vody zo sliznice úst a horných dýchacích ciest u vtákov - iba posledný spôsob, od r nemajú potné žľazy; rozšírenie krvných ciev umiestnených blízko povrchu kože, čo zvyšuje prenos tepla (u vtákov sa tento proces vyskytuje v neoperených oblastiach tela, napríklad cez hrebeň). Teplota, ako aj svetelný režim, od ktorého závisí, sa prirodzene mení v priebehu roka a v súvislosti s geografickou šírkou. Preto sú všetky úpravy dôležitejšie pre život pri nízkych teplotách.

Voda ako environmentálny faktor

Voda hrá výnimočnú úlohu v živote každého organizmu, pretože je štrukturálnou zložkou bunky (voda tvorí 60-80% bunkovej hmoty). Význam vody v živote bunky je určený jej fyzikálno-chemickými vlastnosťami. Molekula vody je vďaka polarite schopná priťahovať akékoľvek iné molekuly, čím vznikajú hydráty, t.j. je rozpúšťadlo. Mnohé chemické reakcie môžu prebiehať iba v prítomnosti vody. Voda je prítomná v živých systémoch tepelný nárazník , absorbujúce teplo pri prechode z kvapalného do plynného skupenstva, čím chránia nestabilné štruktúry článku pred poškodením pri krátkodobom uvoľnení tepelnej energie. V tomto smere vytvára chladivý efekt pri odparovaní z povrchu a reguluje telesnú teplotu. Vlastnosti tepelnej vodivosti vody určujú jej vedúcu úlohu ako klimatického termoregulátora v prírode. Voda sa pomaly ohrieva a pomaly ochladzuje: v lete a cez deň sa voda morí, oceánov a jazier ohrieva, v noci a v zime sa tiež pomaly ochladzuje. Medzi vodou a vzduchom prebieha neustála výmena oxidu uhličitého. Okrem toho voda plní transportnú funkciu, presúva pôdne látky zhora nadol a späť. Úloha vlhkosti pre suchozemské organizmy je spôsobená tým, že zrážky sú na zemskom povrchu počas roka rozložené nerovnomerne. V suchých oblastiach (stepi, púšte) rastliny získavajú vodu pomocou vysoko vyvinutého koreňového systému, niekedy veľmi dlhých koreňov (pre ťavie tŕne - až 16 m), ktoré dosahujú vlhkú vrstvu. Vysoký osmotický tlak bunkovej šťavy (až 60-80 atm), ktorý zvyšuje saciu silu koreňov, pomáha zadržiavať vodu v pletivách. V suchom počasí rastliny znižujú odparovanie vody: pri púštnych rastlinách dochádza k zhrubnutiu krycích pletív listov, prípadne sa na povrchu listov vytvorí voskovitá vrstva či husté dospievanie. Množstvo rastlín dosahuje zníženie vlahy zmenšením čepele listu (listy sa menia na ostne, často rastliny úplne strácajú listy - saxaul, tamarišek a pod.).

V závislosti od požiadaviek na vodný režim sa medzi rastlinami rozlišujú tieto ekologické skupiny:

Hydratofyty sú rastliny, ktoré neustále žijú vo vode;

Hydrofyty - rastliny, ktoré sú len čiastočne ponorené do vody;

Helofyty - močiarne rastliny;

Hygrofyty sú suchozemské rastliny, ktoré žijú na nadmerne vlhkých miestach;

Mezofyty - preferujú miernu vlhkosť;

Xerofyty sú rastliny prispôsobené neustálemu nedostatku vlahy; Medzi xerofyty patria:

Sukulenty - hromadenie vody v tkanivách svojho tela (sukulenty);

Sklerofyty – strácajú značné množstvo vody.

Mnohé púštne zvieratá sú schopné prežiť bez pitnej vody; niektoré môžu bežať rýchlo a dlho a robiť dlhé migrácie na napájadlá (antilopy saigy, ťavy atď.); Niektoré živočíchy získavajú vodu z potravy (hmyz, plazy, hlodavce). Tukové usadeniny púštnych zvierat môžu slúžiť ako akási zásoba vody v tele: pri oxidácii tukov vzniká voda (tukové usadeniny v hrbe tiav alebo podkožné tukové usadeniny u hlodavcov). Kožné kryty s nízkou priepustnosťou (napríklad u plazov) chránia zvieratá pred stratou vlhkosti. Mnohé zvieratá prešli na nočný životný štýl alebo sa schovávajú v norách, čím sa vyhýbajú vysušujúcim účinkom nízkej vlhkosti a prehriatiu. V podmienkach periodického sucha sa množstvo rastlín a živočíchov dostáva do stavu fyziologického pokoja – rastliny prestávajú rásť a zhadzujú listy, zvieratá hibernujú. Tieto procesy sú sprevádzané zníženým metabolizmom počas suchých období.

abiotická príroda biosféra slnečný

Literatúra

1. http://burenina.narod.ru/3-2.htm

Http://ru-ecology.info/term/76524/

Http://www.ecology-education.ru/index.php?action=full&id=257

Http://bibliofond.ru/view.aspx?id=484744

Doučovanie

Potrebujete pomôcť so štúdiom témy?

Naši špecialisti vám poradia alebo poskytnú doučovacie služby na témy, ktoré vás zaujímajú.
Odošlite svoju žiadosť s uvedením témy práve teraz, aby ste sa dozvedeli o možnosti získania konzultácie.